당량점에서. 0.350 g HC7H5O2 100.0 mL 30.00 mL 0.272 M KOH

당량점에서. 0.350 g HC7H5O2 100.0 mL 30.00 mL 0.272 M KOH

 

 

0.350 g의 벤조산, HC7H5O2을 물에 녹여 용액 100.0 mL를 만들었다.

이 시료 용액 30.00 mL를 0.272 M KOH로 적정하였다.

다음 용액의 pH를 계산하라.

a) 적정하기 전

b) 당량점의 중간점

c) 당량점에서

 

 

A solution is prepared by dissolving 0.350 g of benzoic acid, HC7H5O2,

in water to make 100.0 mL of solution.

A 30.00 mL sample of the solution is titrated with 0.272 M KOH.

Calculate the pH of the solution

a) before titration.

b) halfway to the equivalence point.

c) at the equivalence point.

 

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▶ 참고: 약산-강염기 적정 [ https://ywpop.tistory.com/2736 ]

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> benzoic acid의 Ka = 6.5×10^(-5)

 

 

 

> 0.350 g benzoic acid의 몰수

HC7H5O2의 몰질량 = 122.12 g/mol 이므로,

0.350 g / (122.12 g/mol) = 0.002866 mol benzoic acid

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

> 시료 용액 30.00 mL에 들어있는 benzoic acid의 몰수

0.002866 mol / 100.0 mL × 30.00 mL = 0.0008598 mol benzoic acid

 

 

 

> 0.0008598 mol KOH를 포함하는 0.272 M KOH 용액의 부피

0.0008598 mol / (0.272 mol/L) = 0.00316 L

= 3.16 mL

 

 

 

산-염기 중화반응

HA(aq) + KOH(aq) → KA(aq) + H2O(l)

---> 산의 몰수와 가한 염기의 몰수가 같으므로,

시료인 약산은 표준 용액인 강염기에 의해 완전히 중화된다.

 

 

 

그러나 이때 생성된 짝염기(A^-)와 용매인 물 사이에

가수분해 반응이 일어나기 때문에,

A^-(aq) + H2O(l) ⇌ HA(aq) + OH^-(aq)

용액의 pH는 7이 되지 않는다.

( 가수분해 결과 생성된 OH^- 때문에, 7 초과. )

( 참고: 가수분해 https://ywpop.tistory.com/5502 )

 

 

 

짝염기(A^-)의 몰수는 가한 염기의 몰수와 같으므로,

짝염기(A^-)의 몰농도를 계산하면,

몰농도 = 용질 mol수 / 용액 L수

= 0.0008598 mol / [(30.00 + 3.16)/1000 L]

= 0.0259 M

 

 

 

Kh = Kb = Kw / Ka

= (10^(-14)) / (6.5×10^(-5))

= 1.54×10^(-10)

 

 

 

x = [Kb × C]^(1/2)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

= [(1.54×10^(-10)) × (0.0259)]^(1/2)

= 1.997×10^(-6) M = [OH^-]

 

 

 

pOH = -log[OH^-]

= -log(1.997×10^(-6))

= 5.70

 

 

 

pH = 14.00 – pOH

= 14.00 - 5.70

= 8.30

---> c) at the equivalence point.

 

 

 

답: pH = 8.30